Strongyloidiasis in humans: diagnostic efficacy of four conventional methods and real-time polymerase chain reaction

Abstract INTRODUCTION: Strongyloides stercoralis is an intestinal parasitic nematode that causes hyperinfection and/or a dissemination syndrome in hosts, which is often difficult to diagnose. This study aims to compare the diagnostic efficacy of four conventional methods used to diagnose strongyloidiasis with real-time polymerase chain reaction (qPCR) to detect S. stercoralis in fecal samples. METHODS: We analyzed 143 fecal samples collected from Colombian regions with varying degrees of risk for intestinal infections caused by S. stercoralis to assess the validity, performance, overall efficiency, and concordance of the qPCR using a direct stool test, modified Ritchie concentration technique, agar plate culture, and Harada-Mori technique as reference tests. RESULTS While four fecal samples were positive for S. stercoralis using conventional methods, 32 were positive via qPCR. The diagnostic sensitivity of the qPCR was 75% [95% confidence interval (CI): 20.07-100%], whereas its specificity, negative predictive value, negative likelihood ratio, and Youden's J index were 78.42% (95% CI: 71.22-85.62%), 99.09% (95% CI: 96.86-100%), 0.32 (95% CI: 0.06-1.74), and 0.53, respectively. In addition, the estimated kappa index between the qPCR and the conventional methods was 0.12 (95% CI: -0.020-0.26). CONCLUSIONS: The diagnostic sensitivity of qPCR to detect strongyloidiasis is analogous to that of conventional parasitology methods, with an additional advantage of being capable of identifying the parasite DNA at low sample concentrations.

THE HUMAN MICROBIOTA: THE ROLE OF MICROBIAL COMMUNITIES IN HEALTH AND DISEASE / La microbiota humana: comunidades microbianas en la salud y en la enfermedad

During the last decade, there has been increasing awareness of the massive number of microorganisms, collectively known as the human microbiota, that are associated with humans. This microbiota outnumbers the host cells by approximately a factor of ten and contains a large repertoire of microbial genome-encoded metabolic processes. The diverse human microbiota and its associated metabolic potential can provide the host with novel functions that can influence host health and disease status in ways that still need to be analyzed. The microbiota varies with age, with features that depend on the body site, host lifestyle and health status. The challenge is therefore to identify and characterize these microbial communities and use this information to learn how they function and how they can influence the host in terms of health and well-being. Here we provide an overview of some of the recent studies involving the human microbiota and about how these communities might affect host health and disease. A special emphasis is given to studies related to tuberculosis, a disease that claims over one million lives each year worldwide and still represents a challenge for control in many countries, including Colombia.

En las últimas décadas ha incrementado nuestro conocimiento sobre la gran cantidad de microorganismos que conviven con nosotros, comunidades que colectivamente se conocen como la microbiota humana. El número de microorganismos que conforman la microbiota supera el número de células del cuerpo humano por un factor de diez aproximadamente y aporta un gran repertorio de genes y procesos metabólicos. La diversidad de la microbiota humana y su potencial metabólico brindan al hospedero una serie de funciones que complementan sus procesos y a su vez pueden influir sobre la salud del ser humano en formas que apenas se empiezan a conocer. La microbiota varía desde el nacimiento hasta la vejez del individuo, con características que dependen del sitio corporal, del estilo de vida y del estado de salud del hospedero. El reto actual es aprovechar el conocimiento derivado de la identificación y caracterización de estas comunidades microbianas para entender cómo funcionan estos microorganismos y cómo pueden influir de forma positiva o negativa sobre la salud del humano. En este documento ofrecemos una revisión general de algunos estudios recientes sobre la microbiota humana y su posible efecto en el hospedero en términos de salud y bienestar. Igualmente, se mencionan estudios sobre microbiota y su posible asociación con la tuberculosis, una enfermedad que todavía cobra más de un millón de vidas anualmente a nivel mundial y cuyo control todavía representa un gran reto en varios países del mundo, incluido Colombia.

PURIFICACIÓN DEL ANTÍGENO 38 kDa DE Mycobacterium tuberculosis Y SU POTENCIAL USO EN DIAGNÓSTICO MEDIANTE INMUNOSENSORES PIEZOELÉCTRICOS / Mycobacterium tuberculosis 38 kDa Antigen Purification and Potential Diagnostic Use by Piezoelectric Immunosensors

Un paso crucial en el desarrollo de un inmunosensor piezoeléctrico para la detección de tuberculosis (TB), es la selección y obtención de los inmunoreactivos empleados en el inmunoensayo y la estrategia para la biofuncionalización del transductor. Diversos estudios han reportado el uso del antígeno proteico 38kDa (Ag38kDa) de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) como un buen biomarcador de la enfermedad y el cumplimiento de las características físicas y bioquímicas para ser inmovilizado por monocapas autoensambladas (SAMs), en la superficie del electrodo de oro de cristales piezoeléctricos. Un inmunosensor piezoeléctrico desarrollado a partir de un antígeno nativo purificado de Mtb podría ser un método alternativo simple para la detección de Mtb con ventajas de rapidez y reusabilidad, contribuyendo al control y el tratamiento oportuno de la enfermedad. En este estudio se presenta el proceso de purificación del Ag38kDa a partir de proteínas de secreción filtradas de cultivo (CFP) de Mtb para ser usado como inmunoreactivo con potencial aplicación en la detección de Mtb con inmunosensores piezoeléctricos. Se obtuvieron cristales funcionalizados mediante la técnica modificada de monocapas autoensambladas (SAMs), con el antígeno nativo purificado y CFP. Las superficies biofuncionalizadas fueron caracterizadas cualitativamente con microscopía de fuerza atómica (AFM) para validar las condiciones de optimización del protocolo de inmovilización con antígenos de secreción de Mtb. Estos cristales modificados pueden ser acoplados a un sistema de caracterización de un inmunosensor piezoeléctrico para la detección de Mtb mediante un inmunoensayo competitivo directo.

The selection and procurance of the immunoreagents used in the immunoassay and biofunctionalisation transducer strategy, are a key in the piezoelectric immunosensor development for the detection of tuberculosis (TB). Many have reported the use of 38kDa protein antigen (Ag38kDa) from Mycobacterium tuberculosis (Mtb) such as good biomarker of TB disease and compliance with physical and biochemical characteristics to be immobilized by self-assembled monolayers (SAMs), in the gold electrode of piezoelectrics crystals surfaces. A piezoelectric immunosensor developed from purified native antigens of Mtb may be an alternative simple method for detection of Mtb with speed and reusable advantages, contributing to the control and early treatment of disease. In this paper, the purification process of Ag38kDa Mtb from secretory proteins filtered culture (CFP) from Mtb is presented as an immunoreactive with potential application in the detection of Mtb by piezoelectric immunosensors. Functionalized crystals were obtained by using the modified self-assembled monolayers (SAMs) technique, with purified native antigen and CFP. The functionalized surfaces were qualitatively characterized using atomic force microscopy (AFM) in order to validate the immobilization protocol optimal conditions for secretion antigens from Mtb. These modified crystals may be coupled to piezoelectric immunosensor characterization system for detecting of Mtb by a direct competition immunoassay.

Diabetes mellitus in patients withAlzheimer´s disease: clinical descriptionand correlation with the APOEgenotype in a sample population from the province of Antioquia, Colombia / Diabetes mellitus en pacientes con enfermedad de Alzheimer: descripción clínica y correlación con el genotipo APOE en una muestra de población del departamento de Antioquia, Colombia

Introduction. Alzheimer´s disease is a multifactorial disease affecting approximately twenty million people worldwide. Numerous variables are associated with increased risk of developing this severe neurological disorder. Among the risk factors, diabetes mellitus, and the ε4 isoform of the APOE gene have been amply demonstrated as increasing the risk of developing this disease. Objective. To determine if a correlation exists between APOE genotype, diabetes mellitus and Alzheimer´s disease. Materials and methods. Clinical studies were carried out by surveying the clinical histories in a group of patients in the province of Antioquia, Colombia. Forty-three Alzheimer´s patients were compared with 43 control subjects, paired by age and gender. Commercially available methods were used to determine whether the patients had diabetes, and restriction enzyme-based genotyping was used to determine the APOE genotypes. Results. The most common non-neurological comorbidities were: arterial hypertension, acute myocardial infarction, chronic obstructive pulmonary disease and hypothyroidism. From the many variables investigated, two were conclusive: (1) the presence of Alzheimer´s disease was higher in patients with diabetes mellitus, and (2) no correlation between late-onset sporadic Alzheimer´s disease and APOE was found in the target population. Conclusions. To detect any association with the APOE genotype, a study involving much a larger population samples must be undertaken.

Introducción. La enfermedad de Alzheimer es compleja y afecta, aproximadamente, a 20 millones de personas en todo el mundo. Muchas variables parecen aumentar el riesgo de desarrollar esta alteración neurológica. Entre los factores de riesgo, se ha demostrado ampliamente que la diabetes mellitus y la isoforma ε4 del gen APOE tienen incidencia positiva en el desarrollo de la enfermedad. Se reporta un estudio en el cual se investigó la posible correlación entre APOE, diabetes mellitus y la enfermedad de Alzheimer, en un grupo específico de pacientes del departamento de Antioquia, Colombia. Objetivo. Determinar si existe una correlación entre APOE, diabetes mellitus y la enfermedad de Alzheimer, en un grupo de pacientes de Antioquia, Colombia. Materiales y métodos. Se buscaron y analizaron las historias clínicas de los pacientes con diagnóstico de enfermedad de Alzheimer. Se seleccionaron aquellos que cumplían los criterios de inclusión. Se utilizaron métodos comercialmente disponibles para confirmar la presencia de diabetes mellitus. La genotipificación de APOE se hizo con un método basado en la PCR y la digestión con enzimas de restricción, en muestras de todos los participantes en el estudio. Resultados. En este estudio se analizan 43 casos de enfermedad de Alzheimer y 43 individuos sanos controles, pareados por edad y sexo. Las enfermedades concomitantes no neurológicas más comunes fueron: hipertensión arterial, infarto agudo del miocardio, enfermedad pulmonar obstructiva crónica e hipotiroidismo. Conclusiones. De las diferentes variables investigadas, dos arrojaron resultados concluyentes: i) la presencia de la enfermedad de Alzheimer es más frecuente en pacientes con diabetes mellitus, y 2) no se encontró correlación entre la enfermedad de Alzheimer de inicio tardío esporádico y el genotipo de APOE. Es importante indicar que debe llevarse a cabo un estudio con un tamaño de población mayor, para determinar cualquier posible correlación o inferencia con el genotipo de APOE.

Caracterización biológica y genética de dos clones pertenecientes a los grupos I y II de Trypanosoma cruzi de Colombia / Biological and genetic characterization of two Colombian clones of Trypanosoma cruzi groups I and II

Introducción. T. cruzi I y T. cruzi II son grupos genéticamente diferentes y se cree que dicha variabilidad es determinante del tropismo tisular en el hospedero vertebrado y responsable de las diversas manifestaciones clínicas de la enfermedad de Chagas. Objetivo. Caracterizar biológica y genéticamente dos clones colombianos de los grupos T. cruzi I y II en el modelo murino.Materiales y métodos. Las cepas CAS15 y AF1 pertenecientes a los grupos T. cruzi I y IIfueron clonadas en medio semisólido. Un clon de cada una de ellas y una mezcla de ambos se utilizaron para infectar ratones, los cuales se sacrificaron a diferentes tiempos post-infección. Para analizar la presencia del parásito en sangre y diferentes órganos, se utilizaron el microhematocrito y la reacción en cadena de la polimerasa con los marcadores de la secuencia satélite del ADN nuclear y con el espaciador intergénico del gen mini-exón.Resultados. El clon T. cruzi I fue más infectivo, observándose un tropismo preferencial por corazón, recto y músculo esquelético, mientras que el clon T. cruzi II presentó un tropismo preferencial por bazo e hígado. Durante la infección con la mezcla de los clones, se observó que el clon T. cruzi I predominó sobre el T. cruzi II tanto en sangre como en órganos.Conclusiones. Los resultados confirman que las diferencias genéticas entre los grupos de T. cruzi podrían estar determinando el tropismo tisular y de esta manera jugar un papel fundamental en el entendimiento de las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Chagas en Colombia.

Introduction. Genetic differences between T. cruzi I and T. cruzi II may determine differences in their tissue tropism in the vertebrate host and may also be responsible for the differences in clinical manifestations of Chagas disease. Objective. Two Colombian clones of the T. cruzi groups I and II were characterized biologically and genetically in a murine model. Materials and methods. Strains Cas15 and AF1 belonging to the T. cruzi groups I and II were cloned in semisolid medium. A clone of each strain and a mix of both were used to infect mice; the mice were subsequently sacrificed at selected post-infection intervals. In order to identify the parasite presence in blood and organs, two methods were used (a) microhematocrit and (b) polymerase chain reaction with primers for satellite DNA and the intergenic region of miniexon. Results. The T. cruzi I clone was more infectious, with a preferential tropism observed in heart, rectum and skeletal muscle, whereas clone T. cruzi II exhibited a preferential tropism for spleen and liver. During the infection with the clone mixture a predominance of the T. cruzi I clone over clone II in blood as well as in organs was observed. Conclusions. The results corroborate that the genetic differences between the T. cruzi groups correlate with their tissue tropism, and can play an essential role in explaining the clinical manifestations of Chagas disease observed in Colombia.

Modelo matemático aplicado a la curva de lactancia en ganado vacuno doble propósito / Mathematical model applied to lactation curve in livestock bovine double purpose

Objetivo. Seleccionar un modelo matemático para la curva de lactancia de la producción de leche de hembras vacunas. Materiales y métodos. Durante 11 meses, se estudió la producción de leche en 500 novillas doble propósito Bos taurus x Bos indicus, de las sabanas del trópico bajo colombiano. La producción se cuantificó en kilogramos. Se incluyeron los datos de la producción de leche en época (seca-lluviosa) y número de lactancias (primera; segunda y tercera y, más de tres). Los datos hacen parte del archivo de la Ganadería XB, ubicada en las sabanas de Bolívar, Colombia, recopilados desde el año 1990 hasta el 2000. A estos datos se le aplicó los modelos lineal simple, cuadrático, lineal logarítmico,cuadrático logarítmico, gamma incompleto, lineal hiperbólico y polinomial inverso. Los parámetros paralos modelos gamma incompleto y polinomial inverso fueron estimados, a partir del método de “Gauss-Newton”, para la regresión no lineal; los demás modelos fueron ajustados por regresión lineal de las producciones, en función de los meses en lactancia, por el método de los cuadrados mínimos. Resultados. En los modelos propuestos, se observó que el modelo polinomial inverso es el que mejor caracteriza la curva de lactancia por presentar los mayores valores para el estadístico Durbin-Watson y coeficiente de determinación (R2) y sobre dicho modelo existe información necesaria para obtener parámetros prácticos calculados a partir de la ecuación de la curva de lactancia. Conclusión. El modelo matemático polinomial inverso se constituye en una excelente herramienta para aplicar en la administración y toma de decisiones en el manejo de hatos del sistema de doble propósito.